Mekkaniżmu li Jillaxka Tal-Qfieli bil-Kamin

Kważi l-prodotti kollha tal-inġinerija ta 'kumplessità varjata jużaw kamin qfieli. Meta mqabbel mal-biċċa l-kbira tal-metodi ta 'konnessjoni l-oħra, vantaġġ ewlieni tal-qfieli bil-kamin huwa li jistgħu jiġu żarmati u użati mill-ġdid.

Din il-karatteristika ġeneralment hija r-raġuni għaliex il-qfieli bil-kamin huma preferuti fuq metodi oħra ta 'konnessjoni, u ħafna drabi għandhom rwol kruċjali fiż-żamma tal-integrità strutturali tal-prodotti.

Madankollu, huma wkoll sors sinifikanti ta 'problemi fil-makkinarju u komponenti oħra. Il-kawża ta 'dawn il-problemi tinsab fil-mekkaniżmu tagħhom li jħallu lilhom infushom. Dan il-mekkaniżmu li jinħall waħdu ilu kwistjoni, u matul l-aħħar 150 sena, id-disinjaturi ilhom jiżviluppaw metodi biex jipprevjenu din l-okkorrenza.

Ħafna tipi komuni ta 'metodi ta' qfil għal qfieli bil-kamin ġew ivvintati aktar minn 100 sena ilu, iżda huwa biss f'dawn l-aħħar snin li l-mekkaniżmi ewlenin li jwasslu għal awto-laxkar ġew mifhuma. Hemm ħafna mekkaniżmi li jistgħu jikkawżaw qfieli bil-kamin jinħallux, li jistgħu jinqasmu f'tillaxkar rotazzjonali u tillaxkar mhux rotazzjonali.

Tillaxkar Rotazzjonali u Mhux Rotazzjonali

Fil-maġġoranza l-kbira tal-applikazzjonijiet, il-qfieli bil-kamin huma ssikkati, u l-preload huwa applikat għall-konnessjoni. L-illaxkar jista 'jinftiehem bħala t-telf sussegwenti ta' preload wara li jitlesta l-proċess ta 'ssikkar. Dan jista' jseħħ b'żewġ modi:

Tillaxkar rotazzjonali, komunement imsejjaħ awto-illaxkar, jirreferi għar-rotazzjoni tal-qafla taħt l-azzjoni ta 'tagħbijiet esterni.

Tillaxkar mhux rotazzjonali jirreferi għat-telf ta 'preload mingħajr moviment relattiv bejn il-ħjut interni u esterni.

Qafliet Tillaxka Ikkawżata minn Tillaxka Mhux Rotazzjonali

Tillaxkar mhux rotazzjonali jista 'jseħħ minħabba deformazzjoni tal-qafla innifsu jew il-komponenti konnessi wara l-assemblaġġ. Dan huwa r-riżultat tal-kollass parzjali tal-plastik ta 'dawn l-interfaces.

Veduta Imkabbra tal-Kuntatt tal-wiċċ mhux maħdum

Meta żewġ uċuħ ikunu f'kuntatt ma 'xulxin, kull wiċċ iġorr it-tagħbija tal-wiċċ tal-ġarr. Minħabba li l-erja ta 'kuntatt attwali hija ħafna iżgħar mill-erja tal-wiċċ, anke taħt tagħbijiet moderati, tensjonijiet lokali għoljin ħafna huma kontinwament sostnuti, li jaqbżu s-saħħa ta' rendiment tal-materjal.

Dan jista 'jwassal għal kollass parzjali tal-wiċċ wara li titlesta l-operazzjoni tal-issikkar; dan il-kollass normalment jissejjaħ embedment.

L-ammont ta 'forza tal-ikklampjar mitlufa minħabba l-inkorporazzjoni jiddependi fuq l-ebusija tal-bolt u l-komponenti konnessi, in-numru ta' uċuħ ta 'kuntatt preżenti fil-konnessjoni, ħruxija tal-wiċċ, u l-istress tal-wiċċ tal-bearing applikat.

Taħt kundizzjonijiet moderati ta 'stress tal-wiċċ, l-inkorporazzjoni ġeneralment tikkawża telf ta' forza ta 'kklampjar ta' madwar 1% sa 5% fl-ewwel ftit sekondi wara li l-ġonta tiġi ssikkata. Meta l-ġonta hija sussegwentement soġġetta għal tagħbijiet dinamiċi applikati, il-forza tal-ikklampjar tista 'tnaqqas aktar minħabba bidliet fil-pressjoni li jseħħu fuq il-wiċċ ta' kuntatt tal-ġonta.

Jekk l-istress tal-wiċċ li jġorr jinżamm taħt is-saħħa ta 'rendiment kompressiv tal-materjal tal-komponent konness, l-ammont ta' telf ta 'inkorporazzjoni jista' jiġi kkalkulat u kkumpensat fid-disinn tal-konnessjoni.

It-Teorija ta 'Junker tal-Qafliet li Jitilfu Awto

Fl-1969, Gerhard Junker uża r-riżultati tat-testijiet tal-inġinerija biex jappoġġja t-teorija tiegħu dwar għaliex il-qfieli bil-kamin jinħallux awtomatikament. Is-sejba ewlenija tiegħu kienet li ladarba jseħħ moviment relattiv bejn il-ħjut tat-tgħammir u bejn il-wiċċ tal-ġarr tal-qafla u l-materjal tal-ikklampjar, il-qafla mgħobbija minn qabel tinħall minħabba r-rotazzjoni.

Instab ukoll li tagħbijiet dinamiċi trasversali jikkawżaw tillaxka aktar severa minn tagħbijiet dinamiċi assjali. Ir-raġuni hija li l-moviment radjali taħt tagħbijiet assjali huwa sinifikament iżgħar minn dak taħt tagħbijiet trasversali.

Moviment Trasversali ta' Konnessjonijiet Bolted

Junker wera li fastener mgħobbi minn qabel jinħall waħdu meta jseħħ moviment relattiv bejn il-ħjut tat-tgħammir u l-wiċċ tal-ġarr tal-qafla. Dan jiġri meta l-forza trasversali li taġixxi fuq il-ġonta hija akbar mill-forza tal-frizzjoni ġġenerata mill-preload tal-bolt.

Għal spostamenti trasversali żgħar, jista 'jseħħ moviment relattiv bejn il-ġnub tal-ħajt u l-uċuħ ta' kuntatt tal-bearing. Ladarba t-tneħħija tal-ħajta tingħeleb, il-bolt ikun soġġett għal forzi tal-liwi, u jekk iż-żliq trasversali jippersisti, iż-żerżiq fil-wiċċ tal-ġarr taħt ir-ras tal-bolt iseħħ.

Ladarba jinbeda, temporanjament ma jkun hemm ebda frizzjoni fil-ħjut u taħt ir-ras tal-bolt. It-torque li jinħall waħdu ġġenerat mill-preload li jaġixxi fuq l-angolu tal-helix tal-ħajta jikkawża rotazzjoni korrispondenti bejn l-iskorfina u l-bolt. Taħt movimenti trasversali ripetuti, dan il-mekkaniżmu jista 'jikkawża tillaxka sħiħa tal-qafla.

Biex tistudja l-kawżi tal-illaxkar, Junker żviluppat magna tal-ittestjar, kif muri fil-figura hawn taħt, li tikkwantifika l-effettività kontra l-illaxkar tad-disinji tal-qafliet.

Magni għall-Ittestjar tal-Qafliet Junker

Ball bearings jintużaw biex jeliminaw l-effett ta 'frizzjoni bejn il-pjanċi li jiċċaqilqu u fissi. Meta l-moviment trasversali jiġi applikat mill-pjanċa li tiċċaqlaq li tikklampja l-ġewż, iċ-ċellula tat-tagħbija tissorvelja kontinwament it-tagħbija tal-bolt.

Meta mqabbel ma 'standards ordinarji tat-test tal-vibrazzjoni, it-telf tat-tagħbija minn qabel jista' jitkejjel waqt it-test, u jista 'jiġi plottjat graff ta' preload kontra n-numru taċ-ċiklu.

Il-prinċipju tal-magna Junker huwa li l-ispostament trasversali ġġenerat mill-cam jikkawża li l-qafla joxxilla, u tegħleb il-forza tal-frizzjoni tal-qafla biex tipproduċi tillaxka.

Screenshot ta' Junker Testing Machine

Junker Vibration Test Tillaxka Kurva

Permezz tal-ittestjar Junker, il-prestazzjoni ta 'diversi disinji ta' qfil kontra l-illaxkar tista 'titqabbel. Matul l-aħħar żewġ deċennji, tlestew numru kbir ta 'studji dwar disinji eżistenti ta' qfil kontra l-illaxkar biex iqabblu l-proprjetajiet tagħhom kontra l-illaxkar.

Għal paragun effettiv, huwa kruċjali li tintuża l-istess amplitudni tal-vibrazzjoni, peress li dan għandu impatt sinifikanti fuq ir-riżultati. Il-figura hawn taħt turi riżultat tat-test tipiku ta 'molla tal-washer.

It-test wera li t-tqegħid ta 'washer tar-rebbiegħa helical taħt ir-ras tal-bolt fil-fatt aċċellerat il-illaxkar. Oħrajn ippruvaw ukoll li l-użu ta 'washers bħal dawn għandu prestazzjoni simili għall-użu ta' boltijiet mingħajr ebda apparat ta 'qfil.

Ħafna OEMs kbar, konxji minn dawn is-sejbiet, m'għadhomx jispeċifikaw woxers bħal dawn fl-istandards interni tagħhom.

Ħafna apparati ta 'qfil użati għal qfieli bil-kamin huma bbażati fuq il-prevenzjoni ta' moviment relattiv bejn il-ħjut (eż., skorfini tan-najlon) jew moviment relattiv bejn il-wiċċ tal-ġarr u l-komponenti konnessi (eż., diversi tipi ta 'woxers "qfil").

Madankollu, kemm Junker kif ukoll riċerkaturi sussegwenti oħra rrimarkaw l-importanza tal-prevenzjoni tal-moviment trasversali tal-ġonta: disinn ta 'konnessjoni imbarrat adattat jiżgura li l-forza tal-ikklampjar tal-bolt hija biżżejjed biex tipprevjeni moviment trasversali permezz tal-frizzjoni tal-pjanċi ta' konnessjoni, u b'hekk tevita li tillaxka.

Matul il-fażi tad-disinn, dan jista 'jinkiseb billi jintgħażel id-daqs u s-saħħa tal-qafla xierqa sabiex il-preload ikun jista' jiġġenera frizzjoni suffiċjenti biex jirreżisti l-moviment konġunt ikkawżat minn tagħbijiet esterni.

Invita l-Konklużjoni ta' Jun

Il-kawża fundamentali tal-ħxuna tal-qafliet bil-kamin huwa moviment konġunt, speċjalment li jiżżerżqu trasversali tal-ħjut tal-boltijietu uċuħ li jġorru. Jekk jista 'jinkiseb biżżejjed preload mill-bolt biex jipprevjeni l-moviment tal-ġonta, l-ebda apparat ta' qfil ma huwa meħtieġ, peress li l-frizzjoni se żżomm il-partijiet flimkien.

Il-problema ewlenija fid-disinn tal-qafliet bil-kamin hija li tiżgura li t-tagħbija minn qabel tkun biżżejjed biex iżżomm il-partijiet sew flimkien meta jiġu inklużi bidliet fil-kundizzjonijiet tal-frizzjoni.

Din il-grafika turi l-effett tal-bidliet tal-frizzjoni fuq il-preload tal-bolt.

Iċ-Ċavetta għall-Prevenzjoni tal-Laxkar hija li tipprovdi Preload tal-bolt biżżejjed

Ġeneralment, il-ġonot għandhom ikunu ddisinjati bbażati fuq il-preload minimu ġġenerat fil-koeffiċjent massimu ta 'frizzjoni; tfassil bl-użu tal-valur medju preload se jwassal għal illaxkar ta 'ħafna boltijiet.

Fl-istess ħin, huwa wkoll meħtieġ li jiġi kkunsidrat it-telf ta 'preload ikkawżat mill-inkorporazzjoni. Biex jiġi limitat l-ammont ta 'inkorporazzjoni, huwa meħtieġ li tiġi żgurata l-firxa massima ta' stress li l-materjal ikklampjat jista 'jiflaħ.

F'każijiet fejn il-moviment konġunt ma jistax jiġi evitat, pereżempju, fil-preżenza ta 'espansjoni termali, għandu jiġi speċifikat apparat ta' qfil b'kapaċità ppruvata.